DE3824105C2

DE3824105C2 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangsspannung

Info

Publication number: DE3824105C2
Application number: DE3824105A
Authority: DE
Inventors: Norio Shoji
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-07-16
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2008-07-16
Also published as: GB2206983B; KR890003112A; KR0128251B1; JP2595545B2; GB8816432D0; FR2620541A1; US4843303A; HK46095A; FR2620541B1; DE3824105A1; SG19495G; JPS6420708A; GB2206983A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangsspannung.

Es ist beispielsweise bereits in der veröffentlichten japa nischen Patentpublikation Nr. 53-18694, die der offengeleg ten japanischen Patentanmeldung Nr. 46-3527 entspricht, eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangsspannung beschrieben, bei der eine Referenzspannung auf einen Wert eingestellt ist, der gleich der Energie lückenspannung (1,205 V) von Silicium ist, um auf diese Weise einen Temperaturkoeffizienten auf Null zu reduzieren. Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer derartigen konventio nellen Schaltungsanordnung, die in ähnlicher Form auch aus der DE 33 21 556 A1 bekannt ist. Diese konventionelle Schaltungsanordnung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 näher beschrieben.

Gemäß Fig. 1 enthält die konventionelle Schaltungsanord nung einen Transistor 11, bei dem sowohl der Kollektor als auch die Basis mit einer Basis eines Transistors 12 verbun den sind. Der Kollektor des Transistors 12 ist mit einer Basis eines Transistors 13 verbunden. Die Emitter der bei den Transistoren 11 und 13 sind direkt geerdet, während der Emitter des Transistors 12 über einen Widerstand 14 auf Erdpotential gelegt ist. Der Kollektor des Transistors 13 ist sowohl mit einer Stromquelle 15 als auch mit einer Ba sis eines Puffertransistors 16 verbunden. Der Emitter des Transistors 16 ist einerseits über einen Widerstand 17 mit dem Kollektor des Transistors 11 und andererseits über einen Widerstand 18 mit dem Kollektor des Transistors 12 verbunden. Die Stromquelle 15 und der Kollektor des Transi stors 16 liegen gemeinsam an einem Spannungsquellenanschluß 1 (Vcc) an. Ein Ausgangsanschluß 2 wird vom Emitter des Transistors 16 abgenommen.

Wie allgemein bekannt ist, bestehen zwischen der Basis- Emitter-Spannung V_BE und dem Kollektorstrom Ic eines Tran sistors folgende und durch die Gleichungen (1) und (2) aus gedrückte Beziehungen:

Hierbei sind Is der Sättigungsstrom, q die Elektronenla dung, T die absolute Temperatur und k die Boltzmann-Konstan te.

Bei der bekannten Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 sind I_C1 und I_C2 Kollektorströme der Transistoren 11 und 12, V_BE1 und V_BE2 Basis-Emitter-Spannungen dieser Transistoren und R₁₄ ein Widerstandswert des Widerstands 14. Es läßt sich somit folgende Beziehung (3) aufstellen:

V_BE1 = V_BE2 + I_C2R₁₄ (3)

Eine Verbindung der Gleichungen (2) und (3) liefert folgen de Gleichungen (4a) und (4b):

Wird die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 13 als V_BE3 bezeichnet und weist der Widerstandswert des Widerstands 18 den Wert R₁₈ auf, so läßt sich mit Hilfe der Gleichung (4b) die Referenzspannung V_REF am Ausgang des Anschlusses 2 durch die folgende Gleichung (5) ausdrücken:

Anhand der zuvor erwähnten Gleichung (2) läßt sich somit herleiten, daß V_T (thermische Spannung) einen positiven Temperaturkoeffizienten von etwa 1/300 aufweist. Ferner schwankt die Basis-Emitter-Spannung V_BE3 des Transistors 13 in die negative Richtung, und zwar mit einem Verhältnis von etwa -2 mV/°C. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist es durch geeignete Auswahl des Widerstandswerts des Wi derstands 18 möglich, die einen negativen Temperaturkoeffi zienten aufweisende Basis-Emitter-Spannung des Transistors 13 und die einen positiven Temperaturkoeffizienten aufwei sende Spannung, die über dem Widerstand 18 erzeugt wird, aufgrund des Kollektorstroms des Transistors 12 auszuglei chen. Es läßt sich somit eine Referenzspannung V_REF mit ei nem Temperaturkoeffizienten von Null erhalten, die gleich der Energielückenspannung des Siliciums ist. Wird die zu dieser Zeit über dem Widerstand 18 abfallende Spannung als K₀.V_T abgenommen, so ist V_T wenigstens annähernd gleich 26 mV (V_T ≒ 26 mV), wobei K₀ im wesentlichen gleich 23 ist (K₀ ≒ 23).

Eine in einer integrierten Schaltung (IC) vorhandene Schaltungsanordnung darf nur geringe Schwankungen hinsicht lich der Ausgangsspannung aufweisen und muß ferner ein aus gezeichnetes Temperaturverhalten besitzen.

Wie anhand der Gleichung (5) zu erkennen ist, hängt bei der in Fig. 1 gezeigten konventionellen Schaltungsanordnung die Ausgangsspannung von der Basis-Emitter-Spannung V_BE des Transistors 13 ab. Diese Basis-Emitter-Spannung V_BE hängt wiederum vom Sättigungsstrom I_S des Transistors 13 ab, wie anhand der Gleichung (2) zu erkennen ist.

Wird eine integrierte Schaltung hergestellt und schwankt die Verunreinigungs- bzw. Dotierungskonzentration der Basis eines Transistors nach oben oder unten, so wird der Sätti gungsstrom I_S verhindert oder erhöht, und zwar in Überein stimmung mit dieser Schwankung, während im Gegensatz dazu die Basis-Emitter-Spannung V_BE erhöht oder vermindert wird.

Wie bereits erwähnt, erreicht die Schwankung der Basis- Emitter-Spannung V_BE beim allgemeinen Herstellungsprozeß, wenn die Ausgangskonstantspannung von der Schaltungsanord nung auf einen Wert V_REF = 1,205 V gesetzt ist, z. B. einen Wert von etwa ± 40 mV, das sind etwa ± 3,3%. Um die Ausgangsspannung in einem vorbestimmten Bereich zu halten, müssen daher der Herstellungsprozeß genauer ausgeführt und der Widerstand abgestimmt bzw. getrimmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stabilisierten Aus gangsspannung zu schaffen, die Schwankungen der Basis-Emit ter-Spannung unterdrücken kann, die sich aufgrund von Schwankungen einer Basisverunreinigungs- bzw. Dotierungs konzentration beim Herstellungsprozeß einstellen, und die ausgezeichnete Temperatureigenschaften aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangsspannung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 2 vor.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Zeichnung stellt neben dem Stand der Technik Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 eine konventionelle Spannungsregelschaltung,

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm des grundsätzlichen Auf baus einer Schaltungsanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 eine praktische Ausführungsform der Schaltungs anordnung nach Fig. 2,

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm des grundsätzlichen Auf baus einer Schaltungsanordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 5 eine praktische Ausführungsform der Schaltungs anordnung nach Fig. 4.

Schaltungsanordnungen zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangsspannung nach der Erfindung werden nach folgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 näher be schrieben. In den Ausführungsbeispielen sind die jeweils dargestellten Transistoren Bipolartransistoren. Fig. 2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Schaltungsanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Entsprechend der Fig. 2 ist ein Ende einer Stromquelle 21 mit einer Basis eines Transistors 22 verbunden, während das andere Ende der Stromquelle 21 und der Emitter des Transi stors 22 geerdet sind. Der Kollektor des Transistors 22 ist mit einem Emitter eines zweiten Transistors 23 verbunden, während die Basis des Transistors 23 mit einem Ende einer zweiten Stromquelle 24 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 23 und das andere Ende der zweiten Stromquelle 24 sind gemeinsam mit einer Spannungsquelle 1 (Vcc) verbun den. Die Verbindung zwischen dem Kollektor des Transistors 22 und dem Emitter des Transistors 23 ist mit einem Ein gangsanschluß eines Puffers 27 verbunden. Der Aus gangsanschluß des Puffers 27 ist einerseits direkt mit ei nem Ausgangsanschluß 2 und darüber hinaus mit einer Seite eines Widerstands 28 verbunden. Die andere Seite des Wider stands 28 ist mit der noch freien Seite der Stromquelle 21 und weiter mit der Basis des Transistors 22 verbunden.

Im folgenden wird der Betrieb der in Fig. 2 gezeigten (Schaltungsanordnung) im einzelnen beschrieben.

I₁ und I₂ stellen Ströme dar, die jeweils durch die erste und zweite Stromquelle 21 und 24 fließen. Der Wert β (» 1) gibt einen Stromverstärkungsfaktor für jeden der Transisto ren 22 und 23 an. Der Strom I₂ fließt zur Basis des Transi stors 23, so daß der Kollektorstrom des Transistors 23 den Wert β.I₂ annimmt, wobei der Kollektorstrom des Transistors 22, der mit dem Transistor 23 in Serie liegt, ebenfalls den Wert β.I₂ annimmt. Zur Basis des Transistors 22 fließt ein Strom, der das 1/β-fache des Kollektorstroms ist, also der vom Puffer 27 über den Widerstand 28 fließende Strom I₂. Aufgrund des Konstantstroms I₁ und des Basisstroms I₂ des Transistors 22 ergibt sich die Spannung über dem Widerstand 28 zu (I₁ + I₂).R₂₈, wobei R₂₈ der Widerstandswert des Wi derstands 28 ist.

Soll die Ausgangsspannung V₀ am Ausgangsanschluß 2 gleich der zuvor erwähnten Energielücken-Spannung V_REF in Fig. 2 werden, so muß die Bedingung (I₁ + I₂).R₂₈ = K₀.V_T erfüllt sein.

Die Ströme I₁ und I₂ der jeweiligen Stromquellen 21 und 24 lassen sich durch die nachfolgende Gleichung (6) ausdrüc ken, wobei K₀ = K₁ + K₂ ist:

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 3 ge zeigte praktische Ausführungsbeispiel erläutert, wie die Koeffizienten K₁ und K₂ bestimmt werden.

Die Ausgangsspannung V₀ am Ausgangsanschluß 2 ergibt sich durch die nachfolgende Gleichung (7):

V₀ = V_REF = K₀ V_T + V_BE (βI₂) (7)

Obwohl die Basis-Emitter-Spannung V_BE des Transistors 22 vom Sättigungsstrom I_S abhängt, wie anhand der Gleichung (2) zu erkennen ist, wird, wenn ein Verhältnis zwischen dem Stromverstärkungsfaktor β und dem Sättigungsstrom I_S als A bezeichnet wird, das Verhältnis A = β/I_S einen konstanten Wert unabhängig von Schwankungen der Basisverunreinigungs konzentration annehmen, da die Korrelation zwischen dem Stromverstärkungsfaktor β und dem Sättigungsstrom I_S nahezu 1 ist.

Insofern liefert die Gleichung (2) das folgende Ergebnis:

V_BE = V_T ln (A I₂) (8)

Die Basis-Emitter-Spannung V_BE des Transistors 22 hängt so mit von einem Basisstrom ab, der gleich dem Strom I₂ der zweiten Stromquelle 24 ist. Obwohl dieser Strom I₂ in Ab hängigkeit der Schwankungen des Widerstandswerts R₂₈ des Widerstands 28 schwankt, können doch die Fluktuationen des Widerstandswerts R₂₈ im Vergleich zu den Fluktuationen des Sättigungsstroms I_S vernachlässigt werden, wie anhand der Gleichung (6) zu erkennen ist, so daß bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schwankungen der Basis-Emitter- Spannung V_BE des Transistors 22 und somit die Schwankungen der Ausgangsspannung V₀ am Ausgangsanschluß 2 unterdrückt werden können.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsordnung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 näher beschrieben.

Mit dem Bezugszeichen 30 ist in Fig. 3 allgemein eine Kon stantstromschaltung versehen. In der Konstantstromschaltung 30 nach Fig. 3 sind Emitter eines Paares von PNP-Transisto ren 31 und 32 miteinander und mit einem Spannungsquellenan schluß 1 (Vcc) verbunden, während auch die Basisanschlüsse dieser Transistoren 31 und 32 miteinander gekoppelt sind. Der Kollektor des Transistors 32 ist mit seiner Basis ver bunden, wodurch eine sogenannte Stromspiegelschaltung er halten wird. Der Kollektor des PNP-Transistors 31 und ein Kollektor eines NPN-Transistors 33, dessen Emitter geerdet ist, sind in einem Punkt P miteinander verbunden, während ein Kollektor eines NPN-Transistors 34, dessen Basis eben falls mit dem Punkt P verbunden ist, mit dem Kollektor des PNP-Transistors 32 verbunden ist.

Ein Transistor 35 _N ist ein sogenannter NPN-Mehremitter- Transistor, dessen Emitter eine Fläche aufweist, die N- mal so groß wie die des Transistors 33 ist. Mit anderen Worten weist der Mehremitter-Transistor 35 _N eine Stromkapa zität auf, die N-mal so groß ist wie die des Transistors 33. Die mehreren Emitter des Transistors 35 _N sind gemeinsam miteinander verbunden und geerdet, und zwar über einen Wi derstand 36. Der Kollektor des Transistors 35 _N ist mit dem Emitter des Transistors 34 verbunden, und zwar über einen Lastwiderstand 37, während die Basis des Transistors 35 _N sowohl mit der Basis des Transistors 33 als auch mit dem Emitter des Transistors 34 verbunden ist.

Eine Basis eines Transistors 41 ist sowohl mit der Basis des Transistors 33 als auch mit derjenigen des Transistors 35 _N innerhalb der Konstantstromschaltung 30 verbunden. Der Kollektor des NPN-Transistors 41 ist mit einer Basis eines NPN-Transistors 42 verbunden, während die Emitter der bei den Transistoren 41 und 42 geerdet sind. Der Kollektor des Transistors 42 und ein Emitter eines NPN-Transistors 43 sind miteinander verbunden, während der Kollektor des Tran sistors 43 mit dem Spannungsquellenanschluß 1 verbunden ist.

Emitter eines Paares von PNP-Transistoren 44 und 45 sind ebenfalls miteinander bzw. mit dem Spannungsquellenanschluß 1 verbunden, wobei die Basisanschlüsse dieser Transistoren 44 und 45 miteinander verbunden sind. Der Kollektor des Transistors 45 ist mit seiner Basis verbunden, um eine Stromspiegelschaltung zu erhalten. Der Kollektor des PNP- Transistors 44 und die Basis des NPN-Transistors 43 sind miteinander verbunden. Ein Kollektor eines NPN-Transistors 46, dessen Emitter geerdet ist, ist mit dem Kollektor des PNP-Transistors 45 verbunden. Die Basis des Transistors 46 ist mit dem Kollektor des Mehremitter-Transistors 35 _N ver bunden, der innerhalb der Konstantstromsschaltung 30 liegt.

Mit einem Übergang Q zwischen dem Kollektor des Transistors 42 und dem Emitter des Transistors 43 ist die Basis eines NPN-Transistors 71 innerhalb eines Puffers 70 verbunden. Der Emitter des Transistors 71 ist direkt mit einer Basis eines NPN-Transistors 72 und ferner über einen Widerstand 73 mit dem Spannungsquellenanschluß 1 verbunden. Der Kol lektor des Transistors 71 ist geerdet. Der Kollektor des Transistors 72 ist mit dem Spannungsquellenanschluß 1 ver bunden, während sein Emitter direkt mit dem Ausgangsan schluß 2 und ebenfalls über einen Widerstand 48 mit dem Kollektor des Transistors 41 verbunden ist.

Die Transistoren 41 und 44 in Fig. 3 stimmen jeweils mit den Stromquellen 21 und 24 in Fig. 2 überein.

Ein zum Mehremitter-Transistor 35 _N gelieferter Strom I₃₅ wird gleichmäßig auf die jeweiligen Einheitstransistoren aufgeteilt, die in Fig. 3 in Form von N-Emittern darge stellt sind. Die in Fig. 3 gezeigte Konstantstromschaltung 30 erfüllt somit folgende Gleichung (9), die ähnlich der Gleichung (4b) ist, wenn die entsprechenden Basis-Emitter- Spannungen der Transistoren 33 und 35 _N berücksichtigt wer den:

Die PNP-Transistoren 31 und 32 der Stromspiegelschaltung halten die Kollektorströme I₃₃ und I₃₅ der Transistoren 33 und 35 _N so zueinander, daß die Beziehung I₃₃ = I₃₅ gilt. Die Anwendung dieser Beziehung auf Gleichung (9) liefert folgende Gleichung (10):

Da die Basisanschlüsse der Transistoren 33, 35 _N und 41 mit einander verbunden sind, werden die jeweiligen Kollektor ströme dieser Transistoren bei zueinander gleich großen Werten gehalten, so daß der Konstantstrom der gleich dem Strom I₃₅ ist, welcher durch Gleichung (10) ausgedrückt ist, in den Transistor 41 fließt.

Werden in Fig. 3 die jeweiligen Basis-Emitter-Spannungen der Transistoren 33 und 46 in Betracht gezogen, so läßt sich die folgende Gleichung (11) aufstellen, wobei R₃₇ der Widerstandswert des Lastwiderstands 37 ist:

Aus Gleichung (11) ergibt sich die nachfolgende Gleichung (12):

Der Kollektorstrom I₃₅ des Mehremitter-Transistors 35 _N er gibt sich nach Gleichung (10), so daß nach Einsetzen von Gleichung (10) in die Gleichung (12) die Gleichung (13) er halten wird:

Hierbei ist in = R₃₇/R₃₆.

Aus Gleichung (13) wird der Ausdruck

∴ I₂ = I₃₃/N^m (13a)

erhalten, wobei m = R₃₇/R₃₆ ist.

Während der durch Gleichung (13a) ausgedrückte Konstant strom I₂ in den Transistor 46 fließt, rufen die Transisto ren 45 und 44 der Stromspiegelschaltung einen Strom hervor, dessen Amplitude dieselbe ist wie diejenige des Konstant stroms I₂, der durch Gleichung (13a) ausgedrückt ist, wobei dieser Strom in die Basis des Transistors 43 fließt. In ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird daher der Strom βI₂ vom Transistor 43 zum Kollektor des Transistors 42 geliefert, wobei der Transistor 72 im Puffer 70 den Strom I₂ über den Widerstand 48 zur Basis des Transistors 42 liefert.

Durch den Widerstand 48 fließt der Kollektorstrom I₁ des Transistors 41 und der Basisstrom I₂ des Transistors 42. Bei Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 werden die Koeffizien ten K₁ und K₂ durch die folgende Gleichung (14) definiert, um die Energielücken-Spannung V_REF am Ausgangsanschluß 2 anhand der Gleichungen (6), (10) und (13) zu erhalten:

Hierbei ist m = R₃₇/R₃₆.

Ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Emitterflächenver hältnis des Mehremitter-Transistors 35 _N so gewählt, daß N = 8 ist, so lassen sich die jeweiligen Widerstandswerte von Emitterwiderstand 36 sowie den Widerständen 37 und 48 der Reihe nach z. B. zu R₃₆ = 1,2 kΩ, R₃₇ = 2,4 kΩ und R₄₈ = 12 kΩ bestimmen.

Es sei darauf hingewiesen, daß in diesem Fall anhand der Gleichung (13a) der Ausdruck I₂ = I₁/8² erhalten wird. Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein sehr kleiner Kon stantstromausgang erhalten wird, können die Widerstandswer te der Widerstände relativ klein gewählt werden. Es ist da her möglich, eine Konstantstromschaltung 30 zu verwenden, die innerhalb einer integrierten Schaltung (IC) liegen kann.

Ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 näher beschrieben. Fig. 4 zeigt dabei den grundsätzlichen Aufbau dieses Ausführungsbeispiels, wo bei in Fig. 4 gleiche Teile wie in Fig. 2 mit gleichen Be zugszeichen versehen sind und nicht nochmals beschrieben werden.

Entsprechend der Fig. 4 ist ein Ende der Stromquelle 21 mit der Basis des NPN-Transistors 22 verbunden, während das an dere Ende der Stromquelle 21 geerdet ist. Der Emitter des Transistors 22 und der Kollektor des zweiten NPN-Transi stors 23 sind miteinander verbunden, während die Basis des Transistors 23 mit einem Ende der zweiten Stromquelle 24 verbunden ist. Ferner ist der Kollektor des Transistors 22 mit dem anderen Ende der zweiten Stromquelle 24 und weiter hin mit dem Spannungsquellenanschluß 1 (Vcc) verbunden, während der Emitter des Transistors 23 geerdet ist. Ein Ausgangsanschluß 3 ist mit dem Verbindungsstück zwischen dem Emitter des Transistors 22 und dem Kollektor des Tran sistors 23 verbunden. Das nicht geerdete Ende der Strom quelle 21 und die Basis des Transistors 22 sind mit einem Ende des Widerstands 28 verbunden, dessen anderes Ende mit dem Spannungsquellenanschluß 1 verbunden ist.

In Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 läßt sich ähnlich wie beim ersten Ausführungsbei spiel nach Fig. 2 eine Ausgangsspannung V₀ zwischen dem Spannungsquellenanschluß 1 und dem Ausgangsanschluß 3 erzeu gen, die gleich der zuvor erwähnten Energielücken-Spannung V_REF ist und nur sehr kleine Schwankungen aufweist.

Die Fig. 5 stellt ein praktisches Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 dar. In Fig. 5 sind gleiche Teile wie in Fig. 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben.

Entsprechend der Fig. 5 ist eine Konstantstromschaltung allgemein mit dem Bezugszeichen 30A versehen. Innerhalb der Konstantstromschaltung 30A sind die jeweiligen Emitter ei nes Paares von PNP-Transistoren 31 und 32 einer Stromspie gelschaltung über jeweilige Widerstände 38 und 39 mit dem Spannungsquellenanschluß 1 verbunden. Die Verbindung zwi schen dem Widerstand 39 und dem Emitter des Transistors 32 ist mit der Basis des Transistors 42 verbunden, während der Ausgangsanschluß 3 vom Verbindungszweig abgenommen wird, der zwischen dem Emitter des Transistors 42 und einem Kol lektor eines Transistors 43 liegt. Der Kollektor des Tran sistors 42 ist mit dem Spannungsquellenanschluß 1 verbun den, während der Emitter des Transistors 43 geerdet ist.

Ein Paar von PNP-Transistoren 44 und 45 bildet eine Strom spiegelschaltung. Der Kollektor des Transistors 45 ist mit dem Kollektor eines Transistors 46 verbunden, dessen Emit ter geerdet ist, während der Kollektor des Transistors 44 mit der Basis des Transistors 43 verbunden ist, dessen Emitter ebenfalls geerdet ist. Die Basis des Transistors 46, dessen Emitter geerdet ist, ist mit dem Kollektor des Mehremitter-Transistors 35 _N verbunden. Ferner ist die Basis des Transistors 45 mit seinem Kollektor verbunden.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bildet der zum Wider stand 39 fließende Strom die Summe aus Basisstrom I₂ des Transistors 42, der in Serie zum Transistor 43 liegt, und durch den der Kollektorstrom β.I₂ fließt, und Kollektor strom I₃₅ (ausgedrückt durch Gleichung (10)) des Mehremit ter-Transistors 35 _N. Es gilt also I₃₉ = I₂ + I₃₅. Wie be reits im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beschrieben worden ist, der Kollektorstrom I₃₅ dieses Transistors 35 _N gleich dem Kollektorstrom I₁ des Transi stors 41, der als Stromquelle dient.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist daher die Spannung über dem Widerstand 39 gleich der Spannung über dem Wider stand 48 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, die sich als Ausdruck K₀.V_T darstellen läßt.

Da nach der Erfindung die Konstantstromquelle, durch die ein Strom fließt, der das Mehrfache des Referenzstroms be trägt, mit dem Kollektor-Emitter-Stromweg des Transistors in Serie liegt, wird eine Schaltungsanordnung erhalten, die Schwankungen der Basis-Emitter-Spannung des Transistors unterdrücken kann, die sich aufgrund von Fluktuationen der Basisverunreinigungskonzentration (Basisdotierungskonzen tration) beim Herstellungsprozeß ergeben.

Claims

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangs spannung (V₀) mit

- einem ersten Transistor (22),
- einer Stromquelleneinrichtung (23, 24), die eine erste Stromquelle (24; 44, 45, 46) zur Erzeugung eines vorbestimmten Stromes, und einen zweiten Transistor (23; 43). der an seiner Basis den vorbestimmten Strom (I₂) von der ersten Stromquelle (24; 44, 45, 46) empfängt und einen Emitterstrom (β.I₂) erzeugt der das β-fache des vorbestimmten Stroms I₂ ist, aufweist, wobei der erste Transistor mit seiner Kollektor- Emitterstrecke in Reihe mit der Kollektor-Emitterstrecke des zweiten Transistors liegt und
- einer Reihenschaltung bestehend aus einem Pufferverstärker (27) und einer zweiten Stromquelle (21); wobei der Pufferverstärker (27) ein gangsseitig an der Verbindung der beiden Transistoren (22, 23) ange schlossen ist, die Verbindung von dem Widerstand (28) und der zweiten Stromquelle (21) mit der Basis des ersten Transistors (23) verbunden ist und an dem mit dem Widerstand (28) verbundenen Ausgang des Pufferverstärkers (27) die stabilisierte Ausgangsspannung (V₀) abge nommen werden kann (Fig. 2).

2. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer stabilisierten Ausgangs spannung (V₀) mit

- einem ersten Transistor (22) und einer Stormquelleneinrichtung (23, 24), die eine erste Stromquelle (24; 44, 45, 46) zur Erzeugung eines vorbestimmten Stromes und einen zweiten Transistor (23; 43), der an seiner Basis den vorbestimmten Strom (I₂) von der ersten Stromquelle (24; 44, 45, 46) empfängt und einen Kollektorstrom (β.I₂) erzeugt, der das β-fache des vorbestimmten Stroms 12 ist, aufweist, und
- einer Reihenschaltung, bestehend aus einem Widerstand (28) und einer zweiten Stromquelle (21), wobei der Widerstand mit seinem einen Anschluß mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist, die Verbindung von Widerstand (28) und Stromquelle (21) mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist und an der Verbindung der bei den Transistoren (22, 23) stabilisierte Ausgangsspannung (V₀) abge nommen werden kann (Fig. 4).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des ersten Transistors (22) mit dem Emitter des zweiten Transistors (23) verbunden ist und daß der Emitter des ersten Tran sistors und der verbleibende Anschluß der zweiten Stromquelle (21) geerdet sind (Fig. 2).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transistor (23) mit seinem Emitter und die zweite Stromquelle (21) mit ihren verbleibenden Anschlüssen an Erde und der Kollektor des ersten Transistors (22) an einem ersten Referenzpotential (V_CC) liegen (Fig. 4).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stromquelle (21; 41) eine Vorspannung von einer Strom spiegelschaltung (30) empfängt (Fig. 3).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspiegelschaltung (30) folgende Einrichtungen enthält:

- einen dritten und einen vierten Transistor (31, 32) eines ersten Lei tungstyps, deren Emitter gemeinsam an dem ersten Referenzpotential (V_CC) liegen, und deren Basisanschlüsse miteinander verbunden sind,
- einen fünften Transistor (34) eines zweiten Leitungstyps, dessen Kol lektor mit dem Kollektor und der Basis des vierten Transistors (32) ver bunden ist und dessen Basis mit dem Kollektor des dritten Transistors (31) verbunden ist,
- einen emittergeerdeten sechsten Transistor (33) des zweiten Leitungs typs, dessen Kollektor mit der Basis des fünften Transistors (34) und dessen Basis mit dem Emitter des fünften Transistors (34) verbunden sind, und
- einen siebten Transistor (35 _n) des zweiten Leitungstyps, dessen Basis mit der Basis des sechsten Transistors (33), dessen Kollektor mit ei nem Widerstand (37) mit dem Emitter des fünften Transistors (34) und dessen Emitter über einen Widerstand (36) mit einem zweiten Referenz potential verbunden sind, wobei die zweite Stromquelle aus einem Transistor (41) besteht, dessen Basis die Vorspannung von der Basis oder dem Kollektor des sechsten Transistors (33) erhält (Fig. 3).

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß die zweite Stromquelle (21; 30a) eine Stromspiegelschaltung mit folgenden Bauteilen enthält:

- einen dritten Transistor (31) eines ersten Leitungstyps, dessen Emitter über einen ersten Widerstand (38) mit einem ersten Referenzpotential (V_CC) verbunden ist,
- einen vierten Transistor (32) vom ersten Leitungstyp, dessen Basis und Kollektor mit der Basis des dritten Transistors (31) und dessen Emitter über einen zweiten Widerstand (39) mit dem ersten Referenzpotential (V_CC) verbunden sind,
- einen fünften Transistor (34) eines zweiten Leistungstyps dessen Basis mit dem Kollektor des dritten Transistors (31) sowie mit dem Kollektor eines sechsten Transistors (33) vom zweiten Leitungstyp, dessen Emit ter geerdet ist, verbunden ist, dessen Kollektor mit der Basis und dem Kollektor des vierten Transistors (32) und dessen Emitter mit der Basis des sechsten Transistors (33) verbunden sind, und
- einen siebten Transistor (35 _n) vom zweiten Leitungstyp, dessen Basis mit der Basis des sechsten Transistors (33) sowie mit dem Emitter des fünften Transistors (34), dessen Kollektor über einen dritten Wider stand (37) mit dem Emitter des fünften Transistors (34) und dessen Emitter über einen vierten Widerstand (36) mit einem zweiten Refe renzpotential verbunden sind, wobei die Basisspannung für den Tran sistor (42) vom Emitter des vierten Transistors (32) und/oder vom Kol lektor des siebten Transistors (35 _n) abnehmbar ist (Fig. 5).

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß der siebte Transistor (35 _n) einen Mehrfachemitter enthält.